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50多年来，稀土半导体SrTiO3的超导性质一直是一个悬而未决的问题。不过，美国能源部SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学的研究发现，低温下钛酸锶SrTiO3能够在没有任何电阻的情况下导电，而且钛酸锶的行为与超导金属的方式相反。这一发现挑战当前超导材料的理论，可能引发一场电子学革命。
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传统导电材料的电子从点A到点B，需要穿过原子晶格。即使让原子静止不动，大多数材料仍会在一定程度上拖拽电子流，形成电阻。而超导体在足够低的温度下，金属中两个自旋和动量相反的电子可以配对形成共享相同量子态的库珀对，帮助他们找到穿越原子晶格的最简单途径，无损耗地滑过周围原子，形成超导电流。
由于金属含有的大量电子能够快速自由地形成库珀对，所以金属在超导材料中占了很大的比例。事实上，在过去的几十年里，金属构成了超导材料的主要组成部分。在1911年首次发现超导体后的几十年中，没有已知的非金属超导体，而钛酸锶的出现改变了这一点。
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最近，另一非金属超导体石墨烯的研究也取得了引人注目的结果，能够在不降低温度的情况下无需浪费能量就能够实现无电阻传导，这将对电子产品产生巨大的推动作用。显然，在这个令人兴奋的领域有更多的研究空间。随着隧道光谱学技术的发展，有望建立新的超导理论…
责编/朱张航宇
参考文献：Polaronicbehaviorinaweak-couplingsuperconductor,PNAS,2018.115(7).1475-1480.